La fantastica visione del telescopio Webb su come si formano le stelle e i pianeti

Spettro MIRI simulato di un disco protoplanetario, come potrebbe apparire in numerosi programmi scientifici del Ciclo 1. Lo spettro mostra molte caratteristiche che dimostrano la presenza di acqua, metano e molte altre sostanze chimiche. Credito: NASA, STScI.

Il continuo successo dell’allineamento ottico multistrumento per gli strumenti nel vicino infrarosso del telescopio Webb della NASA ha spostato l’attenzione del team di commissioning su freddo mentre monitoriamo attentamente il raffreddamento dello strumento a infrarossi medi (MIRI) fino alla sua temperatura operativa finale inferiore a 7 kelvin (-447 gradi Fahrenheit o -266 gradi Celsius). Stiamo continuando altre attività durante questo lento raffreddamento, tra cui il monitoraggio degli strumenti nel vicino infrarosso. Mentre il MIRI si raffredda, anche altri componenti principali dell’osservatorio, come il backplane e gli specchi, continuano a raffreddarsi e si stanno avvicinando alle loro temperature operative.

La scorsa settimana, il team di Webb ha bruciato il propulsore di mantenimento della stazione per mantenere la posizione di Webb in orbita attorno al secondo punto di Lagrange. Questa è stata la seconda bruciatura dall’arrivo di Webb alla sua orbita finale a gennaio; queste ustioni continueranno periodicamente per tutta la durata della missione.

Nelle ultime settimane abbiamo condiviso alcune delle anticipazioni scientifiche di Webb, a cominciare dallo studio delle prime stelle e galassie nell’universo primordiale. Oggi vedremo come Webb scruterà all’interno della nostra galassia, la Via Lattea, nei luoghi in cui si formano stelle e pianeti. Klaus Pontoppidan, lo scienziato del progetto Space Telescope Science Institute per Webb, condivide il freddo scienza pianificata per la formazione di stelle e pianeti con Webb:

“Nel primo anno di operazioni scientifiche, ci aspettiamo che Webb scriva capitoli completamente nuovi nella storia delle nostre origini: la formazione di stelle e pianeti. È lo studio della formazione di stelle e pianeti con Webb che ci consente di collegare osservazioni di maturi esopianeti ai loro ambienti di nascita e il nostro sistema solare alle sue stesse origini. Le capacità a infrarossi del Web sono ideali per rivelare come si formano le stelle e i pianeti per tre motivi: la luce infrarossa è ottima per vedere attraverso la polvere oscurante, raccoglie i segni di calore delle giovani stelle e pianeti, e rivela la presenza di importanti composti chimici, come l’acqua e la chimica organica”, ha affermato Klaus Pontoppidan, scienziato del progetto Webb, Space Telescope Science Institute, Baltimora, nel Maryland.

“Esaminiamo ogni motivo in modo più dettagliato. Sentiamo spesso che la luce infrarossa passa attraverso la polvere oscurante, rivelando stelle e pianeti appena nati che sono ancora incorporati nelle loro nubi parentali. In effetti, la luce del medio infrarosso, vista da MIRI, può passare attraverso nubi 20 volte più spesse della luce visibile. Poiché le giovani stelle si formano rapidamente (per gli standard cosmici, comunque) — in appena 100.000 anni — le loro nubi natali non hanno avuto il tempo di disperdersi, nascondendo ciò che sta accadendo in questo fase critica dal visibile. La sensibilità all’infrarosso del Web ci consente di capire cosa accade in questi primissimi stadi, poiché gas e polvere stanno attivamente collassando per formare nuove stelle.

Il secondo motivo ha a che fare con le stelle giovani e gli stessi pianeti giganti. Entrambi iniziano la loro vita come strutture grandi e gonfie che si contraggono nel tempo. Mentre le stelle giovani tendono a diventare più calde man mano che maturano e i pianeti giganti si raffreddano, entrambi in genere emettono più luce significa nell’infrarosso che a lunghezze d’onda visibili.Ciò significa che Webb è eccezionale nel rilevare nuove stelle e pianeti giovani e può aiutarci a capire la fisica della loro prima evoluzione.I precedenti osservatori a infrarossi, come il telescopio spaziale Spitzer, utilizzavano tecniche simili per il più vicino ammassi stellari, ma Webb scoprirà nuove giovani stelle in tutta la galassia, le Nubi di Magellano e oltre.

Infine, la gamma dell’infrarosso (detta anche “regione dell’impronta molecolare”) è ideale per identificare la presenza di una serie di sostanze chimiche, in particolare acqua e sostanze organiche varie, particolarmente sensibili ai ghiacci molecolari presenti nelle nubi molecolari fredde prima della formazione delle stelle , e NIRCam e NIRSpec, per la prima volta, mapperanno in modo completo la distribuzione spaziale dei ghiacci per aiutarci a capire la loro chimica. MIRI osserverà anche gas molecolare caldo vicino a molte giovani stelle dove potrebbero formarsi pianeti rocciosi e potenzialmente abitabili. Queste osservazioni saranno essere sensibile alla maggior parte delle molecole di massa e ci consentirà di sviluppare un censimento chimico nelle prime fasi della formazione del pianeta. Non sorprende che un numero significativo delle prime indagini scientifiche di Webb mirino a misurare come i sistemi planetari costruiscono le molecole che possono essere importanti per l’emergere enza della vita come la conosciamo.

“Teneremo d’occhio MIRI mentre si raffredda. Essendo l’unico strumento nel medio infrarosso su Webb, MIRI sarà particolarmente importante per comprendere le origini di stelle e pianeti”.

Il James Webb Space Telescope è il telescopio per la scienza spaziale più grande, più potente e più complesso del mondo mai costruito.


Video: Scienza con Webb: il cosmo vicino


Fornito dal Goddard Space Flight Center della NASA

Citazione: Bella vista del telescopio Webb su come si formano le stelle e i pianeti (2022, 7 aprile) recuperata il 7 aprile 2022 da https://phys.org/news/2022-04-webb-telescope-cool-view-stars.html

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